La réaction chimique.

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Enoncé des exercices.

Exercice 1.

1. Le pourcentage massique du fer dans le mélange stoechiométrique est égal à 63,64 %. Celui du soufre fait 36,36 %.
2. Il faut mélanger une masse de soufre égale à 28,57 g à 50 g de fer pour être dans les proportions stoechiométriques précédentes.
3. On obtient alors 78,57 g de FeS.

Exercice 2.

1. Fe + S -> FeS.
2. Il faut choisir une composition où le rapport du nombre de moles de Fe, n1, au rapport du nombre de moles de S, n2, est égal à 1.
3. Il faut que la masse x de Fe et que la masse y de S que l' on choisit vérifient l' égalité suivante: (56/ x)= (32/ y).
4. Le nombre de moles de Fe est égal à 0,0625. Celui de soufre est égal à 0,141.
5.et 6. On dresse un tableau relatif à l' avancement de la réaction au cours du temps.
 
 

.
Fe
S
FeS
t = 0
0,0625 mol
0,141 mol
0 mol
t = t 
0,0625 - 1.x mol 
0,141 - 1.x mol
1.x mol
t = infini
0,0625 - 1.xinfini mol
0,141 - 1.xinfini mol
1.xinfini  mol

7. Ce sera le fer qui disparaîtra en totalité. Il restera donc du soufre qui n' aura pas réagi en fin de réaction. Le réactif limitant est donc le fer.

8. Le nombre de moles de fer, final, vaut 0. Le nombre de moles de soufre final vaut 0,0785. Il se sera formé 0,0625 mol de sulfure de fer.
La masse de soufre restant est égale à 2,512 g. La masse de sulfure de fer formé est égale à 5,5 g.

Exercice 3.

1. 2 Al + 3 S -> Al2S3
 
 

.
Al
S
Al2S3
t = 0
0,185 mol
0,219 mol
0 mol
t = t 
0,185 - 2.x mol 
0,219 - 3.x mol
1.x mol
t = infini
0,185 - 2.xinfini mol
0,219 - 3.xinfini mol
1.xinfini  mol

2. Il restera 0 mol de soufre et 0,039 mol d' aluminium, soit 1,053 g d' aluminium.
Il se sera formé 0,073 mol de sulfure d' aluminium, soit 10,95 g.

Exercice 4.

1. S + O2 -> SO2

2. 1 L de dioxygène (volume mesuré dans les CNTP) représente 1/22,4 mol de dioxygène.
Comme la réaction se fait mole à mole entre le dioxygène et le soufre, il réagira 1/22,4 mol de soufre.
La masse de soufre réagissante sera de 32/22,4 g, soit environ 1,43 g.

Exercice 5.

1. Deux litres d' air (mesurés dans les CNTP) contiennent environ 0,4 L de dioxygène pur, soit environ 1,786.10-2 mol de dioxygène.
2. Comme la réaction se fait mole à mole entre le dioxygène et le soufre, il aura réagi la même quantité de soufre, à savoir 1,786.10-2 mol.
Il restera donc 1-1,786.10-2.32 g de soufre, qui n' aura pas réagi, soit environ 0,43 g.
Il se sera formé 1,786.10-2 mol de dioxyde de soufre, à savoir 1,143 g.
Il restera 2-0,4 = 1,6 L de diazote, soit environ 2 g.

Exercice 6.

1. 4 Al + 3 O2 -> 2 Al2O3.
2.
 
 

.
Al
O2
Al2O3
t = 0
0,204 mol
0,223 mol
0 mol
t = t 
0,204 - 4.x mol 
0,223 - 3.x mol
2.x mol
t = infini
0,204 - 4.xinfini mol
0,223 - 3.xinfini mol
2.xinfini  mol

C' est l' aluminium qui est le réactif limitant.
Il restera 0 mol d' aluminium. Il restera 0,07 mol de dioxygène, soit 1,57 L. Il se sera formé 0,102 mol d' alumine, soit 10,40 g.

VI.2.b. Même question mais avec 50 g d' aluminium et 15,0 L de dioxygène.

Au départ on a 50 / 27 mol d' Al, soit 1,85 mol.
Il y a 15 / 22,4 mol de dioxygène, soit 0,67 mol.

Tout le dioxygène va disparaître.
Il restera 1,85 - 4.0,223 mol d' Al, soit 0,957 mol.
Il se formera 0,446 mol d' alumine.

Exercice VII.

La réaction est la suivante:

2 Na + Cl2 = 2 NaCl.

La masse molaire de NaCl est égale à 1.23 + 1.35,5 g.mol-1, soit 58.5 g.mol-1.

Le nombre de moles de chlorure de sodium qu' on veut obtenir est égal à 2,12 / 58,5 mol, soit 0,0362 mol.

Il faut utiliser un nombre de moles de dichlore égal à la moitié du nombre de moles de NaCl qu' on veut obtenir, soit 0,0362 / 2 mol, soit 0,0181 mol.

Le volume de dichlore correspondant, mesuré dans les CNTP, est égal alors à 0,0181.22,4 L, soit 0,405 L.

Exercice VIII.

La réaction de précipitation est la suivante:

Fe2+ + 2 OH- = Fe(OH)2.

Le nombre de moles d' anions hydroxyde apporté par les 5 mL de la solution d' hydroxyde de sodium est égal à 5.10-3.0,003 mol, soit 1,5.10-5 mol.
Ce nombre de moles correspond à la moitié du nombre de moles d' ions Fe (II) présents dans la solution, soit 7,5.10-6 mol.

Il se formera alors 7,5.10-6 mol de précipité d' hydroxyde de fer (II).

La masse molaire de l' hydroxyde de fer (II) est égale à 1.56 + 2.(16 + 1) g.mol-1, soit 90 g.mol-1.

La masse de précipité sera égale à 7,5.10-6.90 000 mg, soit 0,675 mg, soit 675 µg.

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Enoncé des exercices.